Способ переработки цинковых осадков, содержащих благородные металлы

 

Использование: касается способов переработки осадков после цементации цианистых растворов, содержащих цинк и свинец (цинковых осадков). Сущность: способ включает обжиг в окислительной атмосфере при температуре 750-850^oC в течение 30-75 мин, смешивание огарка с флюсующими присадками, содержащими криолит и/или буру, в количестве, обеспечивающем соотношение исходного материала к флюсующей присадке 1:(1,0-0,5), плавку при температуре 1100-1250^oC с выдержкой в течение не менее 1 ч. При этом плавку ведут с перемешиванием в тигле с мешалкой, поверхность которых имеет покрытие, обеспечивающее повышенную смачиваемость расплавом благородных металлов. Предлагаемый способ обеспечивает возможность переработки цинковых осадков с высокой степенью извлечения благородных металлов в металлический слиток, пригодный для изготовления ювелирных изделий. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в частности, к способам переработки осадков после цементации цианистых растворов, содержащих свинец и цинк.

Осадки, получающиеся после цементации благородных металлов из цианистых растворов, так называемые цинковые осадки, являются сложной гетерогенной смесью, содержащей благородные металлы, цинк, свинец, их соединения и минеральные примеси. Прямой переплав цинковых осадков возможен лишь при малых содержаниях минеральных примесей, так как с их увеличением повышается температура плавления и при температурах более 135^oC возможен угар благородных металлов, особенно серебра.

Из общедоступной патентной информации известны способы переработки аналогичных материалов, содержащих благородные металлы. Известен способ обработки золотых шламов [1] включающий смешивание шламов с флюсами и обжиг без перемешивания при температуре 350-450^oC для спекания массы с целью дальнейшей плавки кускового материала. Однако, известный способ может быть эффективно использован только для золотых шламов с высоким содержанием золота и не содержащих других соединений металлов.

Известен способ извлечения благородных металлов [2] включающий обжиг исходного материала в присутствии борогидрида натрия.

Известен флюс для плавки и литья сплавов на основе золота, серебра и меди, содержащий до 95% борного ангидрида и остальное кремнезем (авт. св. СССР N 1528805, кл. C 22 B 9/10, 17.01.88, опублик. 15.12.89. БИ N 46).

Известные способы обеспечивают извлечение благородных металлов золота и серебра, но при этом получается низкопробный слиток, загрязненный примесями, за счет того, что применяемые флюсы в недостаточной степени аккумулируют примеси. Шлаки, получаемые при плавке, имеют высокую вязкость, что приводит к потерям с ними значительного количества благородных металлов.

Известен способ переработки упорного золотосодержащего сырья [3] Способ относится к области переработки трудноперерабатываемых материалов, содержащих благородные металлы, и включает обжиг исходного продукта (огарка) с флюсами и плавку шихты до полного расплавления. В качестве флюса используют известковые и силикатные материалы при отношении CaO:SiO₂ в исходной шихте больше 1.

Недостатком известного способа является то, что плавку ведут на получение высококремнеземистых или кальциевосиликатных шлаков, содержащих благородные металлы, что требует дополнительных технологических операций по переработке шлаков. Это приводит к снижению степени извлечения благородных металлов за счет разубоживания их в процессе дополнительных стадий переработки.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к предлагаемому объекту изобретения является способ переработки осадков, получающихся после осаждения золота из цианистых растворов [4] Способ включает обжиг осадков в муфельной печи и плавку с флюсами в тиглях. Шихту для плавки составляют из соды, буры, кварцевого песка и плавикового шпата. Плавку ведут в течение двух часов.

Недостатком известного способа являются получение слитка, сильно загрязненного примесями, и невысокое извлечение благородных металлов в слиток (86-90% золота и 83-85% серебра), при этом шлаки содержат значительное количество золота и требуют дополнительной переработки.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является обеспечение возможности переработки цинковых осадков с высокой степенью извлечения в металлический слиток только золота и серебра.

Поставленная задача достигается тем, что в способе переработки цинковых осадков, содержащих благородные металлы, включающем обжиг в окислительной атмосфере, плавку окисленного осадка в присутствии флюсующих присадок с получением металлического расплава, согласно изобретению, обжиг проводят при температуре 750-850^oC в течение 30-75 мин, окисленный продукт смешивают с флюсующими присадками, содержащими криолит, или буру, или их смесь в количествах, обеспечивающих соотношение исходного материала к флюсующей присадке 1:(1,0-0,5), плавят при температуре 1100-1250^oC и выдерживают при перемешивании в течение не менее 1 ч, при этом плавку ведут в тигельной печи с мешалкой с покрытием, обеспечивающим повышенную смачиваемость расплавом благородных металлов. При использовании в качестве флюсующей присадки смеси буры и криолита их берут в соотношении 1:(0,7-0,3).

Предварительный обжиг исходных осадков обеспечивает пиролиз солей и окисление свинца и цинка. Эти оксиды улучшают шлакообразование и снижают вязкость расплава. Без операции окислительного обжига свинец и часть цинка будут переходить в слиток благородных металлов. Температура 750-850^oC является достаточной для перевода примесей свинца и цинка в оксидную фазу за заявляемое время выдержки. Оптимальное время изотермической выдержки определено прямыми гравиометрическими исследованиями: его увеличение более 75 мин нецелесообразно в виду окончания процессов пиролиза солей и окисления цинка и свинца, а менее 30 мин приводит к неполному переходу последних в оксидную фазу и частичному переходу в слиток при последующей плавке.

Плавка огарка совместно с криолитом или бурой, или их смесью, обладающих флюсообразующими свойствами, позволяет переработать осадки практически с любым колебанием состава по цинку и свинцу при наивысшем извлечении благородных металлов. Эти добавки снижают вязкость оксидного расплава (шлака), ускоряя тем самым каогуляцию и осаждение капель расплава благородных металлов. Криолит понижает вязкость и температуру плавления получаемого шлака и исключает запутывание в нем частиц благородных металлов, которые за счет каогуляции и укрупнения свободно оседают на дно тигля, что обеспечивает чистоту металлической фазы. Введение в расплав буры усиливает адсорбционные процессы в расплаве, чем достигается ускорение перехода примесей в шлак. При использовании в качестве флюсообразующей присадки смеси криолита с бурой действие присадки наиболее эффективно за счет совокупности вышеуказанных свойств компонентов смеси в заявляемых пределах.

Ограничение количества флюсообразующих добавок в исходную шихту связано с оптимизацией свойств получаемого оксидного расплава. Так, при введении их в соотношении меньшем 1:0,5 получается достаточно вязкий шлак, что снижает скорость процессов каогуляции и осаждения особенно мелких капель металла. Снижение вязкости за счет увеличения температуры неэффективно, так как приводит либо к угару благородных металлов за счет их испарения, либо требует дополнительных технологических приемов по улавливанию возгонов, содержащих благородные металлы с последующим их извлечением из возгонов. Увеличение количества флюса в соотношении большем 1:1 приводит к росту объема затрат на переработку получаемых в большем количестве отвальных шлаков.

Осуществления процесса плавки в заявляемом интервале температур в течение 1 ч необходимо для получения расплава (1100^oC) и создание условий шлакообразования и связывания примесей (1250^oC). При температуре более 1250^oC степень разделения благородных металлов и примесей не увеличивается, но возрастают потери благородных металлов, в частности серебра, за счет уноса в газовую фазу, что снижает степень извлечения его в слиток.

Перемешивание расплава и использование мешалки с нанесенным на нее и на внутреннюю поверхность огнеупорного тигля покрытия, хорошо смачиваемого расплавом золото-серебро, обеспечивает большее увеличение площади сорбирующей поверхности и облегчает извлечение мельчайших капель металла, которые при отсутствии мешалки, как движущейся и сорбирующей капли металла поверхности, образовывали бы с оксидным расплавом устойчивую систему типа суспензии или эмульсии. Применение мешалки и тигля с покрытием при прочих равных условиях повышает степень извлечения золота и серебра в слиток.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Пример 1. Исходный материал осадки после цементации цианистых растворов цинковые осадки, содержащие, мас.

Золото 3,5 Серебро 2,2 Цинк 28,0 Свинец 7,0 в количестве 40 кг загружали в печь сопротивления и подвергали окислительному обжигу при температуре 800^oC в течение 1 ч. Для окисления примесей использовали кислород или воздух из магистрали. После охлаждения окисленный осадок (огарок) выгружали в специальный контейнер и приготовляли шихту путем смешивания огарка с флюсообразующей присадкой криолитом в соотношении 1:0,7 к исходному материалу, т. е. в количестве 30 кг. Затем шихту подавали на плавку. Плавку осуществляли в индукционной тигельной печи при температуре 1200^oC, при этой температуре расплав выдерживали при непрерывном перемешивании мешалкой в течение 1 ч. Для плавки использовали тигельную печь с мешалкой, с нанесенными на их поверхности специального покрытия (Хаяк Г.С. Куранов А. А. Чебыкин М.А. Промышленные изделия из благородных металлов и сплавов. М. Металлургия, 1985, с. 140-154, 209-210).

Контроль температуры осуществляли периодически с помощью термопары. После выдержки расплава в течение заданного времени и температуре производили подъем мешалки и сливали шлак. Оставшуюся часть, представляющую собой расплав благородных металлов, сливали в отдельную изложницу для получения слитка.

Контроль процесса осуществляли путем отбора проб шлака в начале плавки и перед разливкой и их химического анализа. Содержание благородных металлов в цинковых осадках после переработки составляло мас.

Золото 0,01 Серебро 0,14 Извлечение благородных металлов в слиток, Золото 99,71 Серебро 93,63 Пример 2. Те же условия проведения опыта, но в качестве флюсообразующей присадки в шихту перед плавкой добавляли безвредную плавленную буру в количестве 30 кг.

Содержание в цинковых осадках после переработки составляло, мас.

Золото 0,009
Серебро 0,1
Извлечение благородных металлов в слиток,
Золото 99,75
Серебро 95,45
Пример 3. Те же условия проведения опыта, но в качестве флюсообразующей присадки добавляли смесь криолита и плавленной буры при соотношении исходные осадки:смесь равным 1:0,7, т.е. 15 кг криолита и 15 кг буры.

Содержание в переработанных цинковых осадках составляло, мас.

Золото 0,0098
Серебро 0,12
Извлечение благородных металлов в слиток,
Золото 99,72
Серебро 94,54
Результаты переработки свинцово-цинковых осадков при заявляемых параметрах представлены в табл. 1, 2.

Таким образом, испытания предлагаемого способа показали возможность эффективной переработки цинковых осадков пирометаллургическим способом. По сравнению с известным заявляемый способ обеспечивает повышение извлечения из них золота и серебра в металлический слиток, не содержащий примесей, и пригодный для получения ювелирных изделий.

За счет повышения степени ошлакования примесей цинка и свинца повышается селективность процесса, значительно сокращается количество технологических операций, и, следовательно, экономические затраты.

Разработанная технология позволяет улучшить экологическую среду цеха переработки.

Формула изобретения

Способ переработки цинковых осадков, содержащих благородные металлы, включающий обжиг в окислительной атмосфере, плавку окисленного осадка в присутствии флюсующих присадок с получением металлического расплава, отличающийся тем, что обжиг проводят при температуре 750 850^oС в течение 30 75 мин, окисленный продукт смешивают с флюсующими присадками, содержащими криолит и/или буру, в количестве, обеспечивающем соотношение исходного материала к флюсующей присадке 1 (1,0 0,5), плавят при температуре 1100 - 1250^oС и выдерживают при перемешивании в течение не менее 1 ч, при этом плавку ведут в тигельной печи с мешалкой, поверхность которых имеет покрытие, обеспечивающее повышенную смачиваемость расплавом благородных металлов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве флюсообразующей присадки используют смесь буры и криолита в соотношении 1 (0,7 0,3).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2